促進高校教師專業發展的視頻案例編制環境研究

黃立新　黃燕青

【摘要】隨著信息化進程的不斷推進，視頻案例作為一種記錄教學過程的有效方式，在教學研討和教師專業成長中的作用日益突出。現階段視頻案例存在鏡頭變化少、制作時間長、視頻直播難等的問題，嚴重影響了教學研討質量和教師專業成長的效果。基于Wireeast的視頻案例編制環境制作的視頻案例能采集多路信號、同屏輸出，具有可移動性強、制作時效高以及制作簡易的特點，可以快捷方便的錄播和直播課堂實況，便于優化視頻案例質量，提高制作效率，促進高校教師專業發展。

【關鍵詞】教師專業發展；視頻案例：編制環境：Wirecast

【中圖分類號】G420 【文獻標識碼】A 【論文編號】1009—8097（2013）06—0029—05

教育部關于全面提高高等教育質量的若干意見中明確指出要提高教師業務水平和教學能力，推動高校普遍建立教師教學發展中心，重點支持建設一批國家級教師教學發展示范中心，有計劃地開展教師培訓、教學咨詢等，提升中青年教師專業水平和教學能力。然而現今的教師培訓主要是專家講座式的培訓，容易脫離教學實踐，口頭語言比較難以真實再現課堂教學過程，傳授雙方缺乏共情，從而影響培訓效果和教師的專業成長。而教學視頻案例，能夠清晰地再現教學的具體情況，參訓教師通過觀摩，感知教學過程，建立共情，能有效促進其反思以及教學技能的遷移。因此，視頻案例作為促進教師專業發展的重要資源，正日益受到各個高校教師發展中心的重視。

一 視頻案例存在的主要問題

傳統的教學視頻案例由于制作理念、制作環境和加工流程相對落后，主要以單鏡頭畫面為主，不能準確地利用鏡頭與畫面變化重點突出教學過程不同階段的教與學的行為，如教學信息呈現技能、學生參與技能、非語言符號應用技能等，導致參訓教師不能充分感知視頻案例中教師的教學技巧、教學過程以及教學策略應用等情況，視頻制作方面的局限影響視頻案例在教師專業發展中的效果。

1 視頻案例的鏡頭變化少，畫面單調

出于成本和制作手法的考慮，目前的視頻案例通常采用單機拍攝，近景畫面以主講教師為主體，大多數是教師的表情和動作，有些甚至僅僅“拍攝了教師的大頭像”，呆板且缺乏運動和變化，教學視頻的畫面內容過于單調，傳播的信息量少，缺乏趣味性和吸引力，很難調動參訓教師的積極性；全景畫面雖然有學生，但又因主體對象增加而容易分散參訓教師的視覺焦點，影響教學行為的觀察效果。優秀的視頻案例應該完整地記錄真實的教學過程以及清晰的教學行為，突出各個階段的關鍵教學活動，引導案例觀摩者觀察、反思、模仿和創新。

2 視頻案例制作周期長，新增慢

傳統的視頻案例如果想增加多畫面效果，必須采用“多機拍攝+后期編輯”的模式，而這一模式需要經過策劃、腳本編寫、拍攝、后期編輯等階段，參與制作的人員多，制作周期長，對于一個視頻資源庫的建設來說，視頻的新增慢，需要的周期更長，使得參訓教師不能及時地獲取教學視頻案例，導致視頻案例在教師專業發展中發揮不了應有的作用。

3 視頻案例直播難，缺乏實時性

傳統的視頻案例，假如要實現直播觀摩，一般基于閉路電視系統，系統調試復雜，需要大量的系統維護技術人員，因此實時直播的視頻案例在高校教師發展中很少使用。倘若要對視頻案例進行直播，需要配置完善的視頻直播設備，由于資金的限制，很多院校沒有足夠完善的硬件設施，故很難實現視頻直播，使用者不能在第一時間觀看視頻資源，缺乏實時性和臨場感。

二 Wirecast在視頻案例編制中的應用優勢

傳統的單鏡頭視頻案例錄制方式已經不能滿足視頻案例編制的要求，迫切需要構建高效、簡單、實用的視頻案例編制環境。通過網播軟件如Wirecast，采集多路輸入信號，進行現場的導播或直播，能夠方便制作出多畫面視頻案例，分時段突出各個階段的主要教學行為，引導參訓教師關注教學過程中關鍵技能應用，反思教學成敗，內化為自覺的教學行為，從而改善教學研討質量和教師專業成長的效果，最終促進教師專業技能的發展。

本研究構建以Wirecast為核心的視頻案例編制環境，將授課教師的視音頻、多媒體教學內容（包括教師的電子講稿、課件等）以及學生學習活動視音頻等教學現場信號以數字化形式同步采集、壓縮、錄制，通過現場導播，準確地利用鏡頭與畫面變化重點突出教學過程不同階段的教與學的行為，并自動合成單流的教學視頻案例。

1 多源同屏畫面，完整再現教學行為

Wirecast兼容多種數據接口（USB，Firewire，SDI，HDMI等）類型的攝像機和無線IP攝像頭，內置了許多視頻美化、加工的功能和虛擬演播室的場景，如3D虛擬場景及字幕、特效、屏幕切換以及多源拼接方式等。在一臺安裝Wirecast軟件的PC機上，可以接入內置攝像頭、攝像機、IP攝像頭以及教師機屏幕信號等多路視頻源。制作者可以在教師活動畫面、學生活動畫面、師生交互過程以及教師電腦演示屏幕中等信號源中導播切換，或者選擇一路信號制作多源切換教學視頻，或者多路信號制作多源同屏的教學視頻，完成視頻攝錄或直播，真實的再現課堂教學的全貌，準確地利用鏡頭與畫面變化重點突出教學過程不同階段的教與學行為，“感知真實課堂”。

2 可移動性強，制作效率高

最簡單的基于Wirecast的視頻案例編制環境只需一臺筆記本電腦以及便攜的攝錄設備，即可實現視頻案例的有效錄制，在編制的同時，通過互聯網，實現實時直播，使視頻用戶能夠及時地獲得教學案例視頻資源，進行觀摩、研討、反思。因此編制環境攜帶方便，移動性強。

視頻案例不可能都在具有完善功能的演播廳等環境下錄制，有些課程需要在特殊的場所進行攝錄，如美術寫生、體育課等，需要在相應教學環境中快速部署編制環境，實施視頻資源的錄制，這時候攜帶方便的Wirecast視頻案例編制環境便顯示出它獨特的優勢。

3 提供直播數據流，方便直播共享

基于Wirecast的視頻案例編制系統，因支持多種數據流傳輸協議，方便數據流的高速傳輸；同時支持多種數據流編碼格式，以適應不同的播放器，方便視頻觀看。教師只需簡單的設備，與網絡連接，通過服務器，利用基于Wireeast的視頻案例編制環境，即可實現教學視頻的直播。參訓教師可以分散上網觀摩直播視頻，能充分滿足大規模的教師專業發展需要，使教師更及時和方便地獲取資源，增強視頻案例觀摩和反思的實時性和臨場感。

4 制作簡易，省時省力

基于Wirecast的視頻案例編制環境，硬件架設簡便，只需在信號源列表或預設的多源拼接方案中通過鼠標點擊選擇輸出的視頻，單人即可完成切換與導播及特效應用，對于初學者甚至非專業人員，都可以迅速的掌握，編制出優質的視頻案例，既節省了時間，也節省了人力物力。

三 基于Wirecast的視頻案例編制流程

基于Wirecast的視頻案例編制環境是指安裝Wireeast軟件的PC機為核心視頻案例編制系統，它接入多種信號源（如IP攝像頭、不同接口的攝像機、教師機屏幕信號等），實現信號導播切換、編碼和錄制，編制多源切換或多源同屏的教學視頻案例，也可將視頻流接入數據流服務器實現視頻直播。它的工作流程如圖1所示：

1 多路信號輸入

（1）攝像機信號輸入

攝像機信號輸入主要有三種：一種是普通攝像機信號輸入，編制人員選取教師活動、學生活動以及師生交互過程等不同場景進行拍攝，通過Firewire或HDMI將信號傳輸到視頻錄播系統（Wirecast）；第二種是IP攝像頭信號輸入，將IP攝像頭的視頻信號經網線或WIFI接入PC機，由于IP攝像頭能夠進行自由旋轉，更便于拍攝學生的活動以及師生互動畫面；第三種是USB攝像頭信號輸入，通過直接連接在PC機上的USB攝像頭，采集USB攝像頭音視頻信號。

（2）教師機屏幕信號的輸入

教師機屏幕信號的輸入需要在教師機上安裝DesktopPresenter插件，然后在Wirecast中輸入教師機的IP地址，通過網絡傳輸，即可捕獲教師機的屏幕信號。

（3）現存多媒體信號輸入

一些輔助教師教學的視頻，音頻、圖片、文字等資源，如果通過教師機屏幕信號輸入，會大大地降低圖像質量，甚至出現畫面延遲和黑屏現象，可以先將這類資源拷貝到安裝有Wirecast的計算機中，然后導入Wirecast，顯示在作為信號源列表中，需要的時候使用鼠標點擊即可完成加載和切換，無損編碼到輸出的視頻流中。

2 視頻信號編碼

Wirecast支持多種音頻和視頻編碼協議，支持的音頻編碼協議有：AAC、MPEG-4 Audio、MACE 3：1、MACE 6：1、ALaw2：1等：支持的視頻編碼協議有：H.264、H.263、H.261、VP6、MPEG-Video、DV-PAL、DVCPRO-PAL等，可以輸出的視頻格式有：MP4、AVI、MOV、FLV、WMV等，能夠適應多種流媒體服務器（如Flash Media Server，Darwin StreamingServer等）的播出需求，極大地滿足了各類計算機對視音頻編碼的要求，能夠確保優質視頻案例的編制。同時，不同的視頻、音頻編碼協議保證了錄制的視頻具有廣泛的適應性。

3 視頻導播

基于Wirecast的視頻案例編制環境可以實現不同視頻源之間的切換，合理呈現教學活動的全過程，尤其在交互較多的討論課、實驗課、實踐活動課中優勢明顯，有助于編制滿足各種教師專業發展需要的視頻案例。編制人員首先需要對所編制的視頻案例進行策劃，根據不同的課程類型和教學需求，確定輸出視頻需要用到的現場視頻信號源、課件資料、字幕，并預設單屏多畫面拼接視頻信號源。預設單屏多畫面拼接視頻信號源是指預先在教師畫面、學生畫面、板書畫面、教師機屏幕畫面等幾種畫面中選擇一種或多種畫面進行視頻拼接，與單畫面信號源一樣，作為一種可選的信號源，具體包括：單屏多畫面形式，是指三個及以上畫面同在一個屏幕的組合形式，如常用的三畫面形式，通常是教師畫面，學生畫面以及教師機屏幕畫面的同屏拼接，也可以是信號源中任意三個畫面的同屏拼接；單屏雙畫面形式，信號源中任意兩個畫面同屏拼接。

開始錄制的時候，編制人員通過操控基于Wirecast的視頻案例編制環境，根據教學過程的開展和教學活動的變換，選擇單畫面信號或預設的單屏多畫面拼接信號，實現不同畫面之間準確、快速、有序的切換、組接、錄制等，多角度記錄教學全過程和關鍵活動。

基于Wirecast的視頻案例編制環境輸出的教學視頻主要有三種模式：多源切換模式、多源同屏模式以及混合模式。

（1）多源切換模式

多源切換模式以課堂教學活動為主線，多臺攝像機（頭）同時工作，將課堂上教師的講授情況、師生互動、課件以及板書內容按照時間順序，利用基于Wirecast的視頻案例編制環境對相應的教學視頻畫面進行時序導播，輕松地在所需單畫面信號源中進行切換，選擇其中一路合適的信號輸出，組接后線性錄制或直播。還可以根據Wirecast提供的虛擬場景以及字幕添加功能，使編制的視頻更加生動、形象。重點突出教學過程中某個場景的師生活動、行為以及功能，有利于教師在觀摩過程中對具體某個教學技能進行針對性學習，有效地促進教師的反思以及教學知識技能的遷移，促進教師專業技能的發展。其編制環境及輸出視頻效果如圖2所示。

（2）多源同屏模式

多源同屏模式是從預設單屏多畫面拼接視頻信號中選擇一路信號時序線性記錄在輸出視頻中，在同一屏幕中展示教師的教學行為、師生之間的互動情況、課件及板書等多畫面內容。編制人員在預設的單屏多畫面拼接視頻信號源中選擇、切換、組接，有效地在同一屏幕中突出多個場景，完整地呈現教學的全過程，便于教師觀摩時真實的體驗課堂教學過程。其編制環境及輸出視頻效果如圖3所示。

（3）混合模式（單屏多屏時序切換）

混合模式是指將多源切換模式和多源同屏模式結合運用，即在一個輸出視頻中實現單畫面信號，單屏雙畫面信號以及單屏多畫面信號的時序切換、組接，確保多鏡頭變換以及視頻畫面的多樣性和豐富性，提高案例觀摩的趣味性。其輸出視頻效果如圖4所示。

4 視頻直播

視頻直播是指利用互聯網及流媒體技術，融合圖像、文字、聲音等豐富元素，聲形并茂地實時傳送教學視頻。視頻流作為教師發展的一種新型傳送媒體，營造出強烈的現場感，能達成印象深刻、記憶持久的傳播效果。Wirecast可以通過Quick time、windows media、Flash等多種流媒體服務器實現視頻直播，這里主要以FMS為例來說明：

首先在視頻直播服務器上運行IIS（intemet informationserver）和FMS。然后在Wirecast進行直播設置，如圖5所示，選擇視頻編碼方式和目標服務器，設定目標服務器的地址，完成流到服務器的設置。服務器對視頻進行編碼、監控以及帶寬分配等處理，視頻流的數據傳輸速率可根據要求的視頻質量和占用的網絡帶寬等情況做設置。視頻流廣播后，流媒體服務器經過并發處理，將視頻流送到互聯網上。再利用Flash組件制作供客戶端訪問的SWF文件，將SWF文件嵌入到Web頁面并發布。參訓教師在瀏覽器中輸入直播地址，如http：//直播服務器IP地址/Live/myLiveVideo.html，直播服務器會記錄用戶的IP地址，并通知FMS向該IP地址傳輸視頻，參訓教師就可以看到正在直播的視頻，實時聆聽名師、專家講座，觀摩同行的教學行為，感受課堂氣氛，進行反思學習，促進教師專業發展。

四 小結

促進教師專業發展的視頻案例編制環境，方便、快捷地對視頻案例進行編制，大大節省了編制成本，極大地提高了視頻案例的編制效率；同時，通過教學視頻直播，能夠實時地觀摩教學視頻，實現教師迅速、自主地獲取教學經驗，有效地進行反思、模仿和創新，促進高校教師的專業技能發展。